在斯坦福大学的实验室里，一个微小的机械谐振器突然不再平滑地振动，而是猛地一跳——这正是量子力学所预言的方式。科学家首次实时记录下了这一瞬间：声音的量子，即声子，在不到一毫秒的时间内从一个能量态跃迁到另一个能量态。
声子是与光的量子——光子相类似的离散振动单元。在寻常世界里，声音像钟被敲响后那样逐渐衰减。而在量子层面上，能量以跃迁的方式变化，如今，由阿米尔·萨法维-纳伊尼领导的研究人员得以“在飞行中”捕捉到这样一次跃迁。
成功的关键在于一个能够“鸣响”整整两毫秒的微观谐振器——对于它这样的尺寸而言，这是极其漫长的时间。在这段时间里，与谐振器相连的超导量子比特得以完成数百次测量，并精确判定声子从“1”态跃迁到“0”态、从而消失的那一刻。
这项实验为新的量子技术开辟了道路。在量子计算机中，这类跃迁常常成为错误的来源；能够追踪它们，是迈向纠错的重要一步。此外，该器件的灵敏度还将有助于制造超精密传感器，例如用于探测细胞内部的单个蛋白质。
从长远来看，对量子声音的控制也将改善日常设备：智能手机、声学传感器以及其他声音在其中起关键作用的仪器。这项研究发表在《Science》杂志上，为始于二十世纪初的百年探索画上了句号。
如今，量子声学正从理论走向实践，而这正在改变人们对如何在最基础的层面上操控振动的认识。
